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單光子探測器是一種探測超低噪聲的技術(shù)

發(fā)布時(shí)間： 2022-07-08　　點(diǎn)擊次數(shù)： 1829次

　　單光子探測器是一種探測超低噪聲的技術(shù)，增強(qiáng)的靈敏度使其能夠探測到光的最小能量量子——光子。它可以對單個(gè)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對極微弱目標(biāo)信號的探測，因此也活躍在許多可獲得的信號強(qiáng)度僅為幾個(gè)光子能量級的新興應(yīng)用領(lǐng)域中。
　　
　　單光子探測器出現(xiàn)的技術(shù)背景：
　　根據(jù)光的粒子性，光是由大量的光子組成的，光子的能量由光的頻率決定，可見光波段的單個(gè)光子的能量非常低，如波長為630nm的單色光，單個(gè)光子的能量為3.16×10（-19）J，要探測到能量如此低的單個(gè)光子信號，需要采用特殊的光電檢測件，以光電倍增管和雪崩光電二極管為代表的傳統(tǒng)為弱光檢測提供了最高的靈敏度，自誕生起就一直支撐著前沿的科學(xué)研究和工程應(yīng)用，在物理，化學(xué)，生物，環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域獲得了極其廣泛的應(yīng)用。
　　
　　隨著科學(xué)技術(shù)和工藝水平的發(fā)展，它的性能指標(biāo)也在不斷的提高以滿足各種不同的應(yīng)用需求，近年來，由于顯示出巨大的應(yīng)用前景，量子信息技術(shù)引起了人們極大的興趣并得到了飛速發(fā)展，如量子計(jì)算日、量子密鑰分配等等，由于量子信息技術(shù)利用單個(gè)基本粒子如光子等對信息進(jìn)行編碼和操控。
　　
　　因此對單光子探測器提出了極其苛刻性能要求，如探測效率，計(jì)數(shù)率，光譜響應(yīng)范圍，光子數(shù)分辨能力等等都必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)有器件性能，為了滿足這些日益增長的需求，研究人員在努力改進(jìn)傳統(tǒng)的同時(shí)，也在不斷的探索新的單光子探測技術(shù)。

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